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我系席鹏副教授与合作者实现STED超分辨深层成像

    发布时间:2016-01-23    

  近十几年来,一系列超分辨显微成像技术相继被提出,使得科学家们可以看到小于衍射极限的物体,以及进行更精密的激光加工和超高密度的光学存储,超分辨成像技术因此获得了2014年诺贝尔化学奖。其中受激辐射淬灭(STED)显微技术便是一种通过焦点调制从而获得超分辨成像的方法。但是,受到像差和散射的影响,传统STED显微技术中,如何对样品内部深层成像时保持超分辨已经成为一个难题。最近,我系席鹏副教授与物理学院施可彬研究员、龚旗煌院士合作,在深层STED超分辨显微成像研究方面取得重要进展,相关成果被Laser & Photonics Reviews作为2016年1月的封面文章发表。这一工作为超分辨技术从传统的二维浅层走向三维深层迈出了具有开创性的一步。


  在此项工作中,该课题组利用贝塞尔光束的抗散射和自愈特性,提出将STED显微镜中的损耗光变为中空的一阶贝塞尔光束的技术创新,使得损耗光在样品深层仍可保持良好的面包圈状的光斑形貌,而激发光仍然保持普通高斯光束,这样实现了高散射和大像差样品例如脑组织仿体样品内部的超高分辨成像。改进后的Gaussian-Bessel STED显微镜在97微米深度仍可保持112纳米的分辨率,比传统STED显微镜提高了约2倍。相比于通过调节物镜校正环补偿像差来实现深层成像的方法,本方法无需主动调节,操作更为简单快捷。

  

图一 脑组织仿体表层和内部的Confocal,STED和GB-STED成像比较。

  

  物理学院施可彬课题组的于文韬为本文第一作者,施可彬研究员和席鹏研究员为共同通讯作者。该项工作得到了973国家重点基础研究发展计划,国家自然科学基金委的支持。

  

  原文链接:

  http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.201500151/abstract